NL1031833C2

NL1031833C2 - Interferometrisch element, interferometrisch N-traps boomelement, alsmede werkwijze voor het bewerken van een eerste optisch ingangssignaal en een tweede optisch ingangssignaal voor het verschaffen van een veelheid orthogonale eindsignalen.

Info

Publication number: NL1031833C2
Application number: NL1031833A
Authority: NL
Inventors: Bas Huiszoon
Original assignee: Univ Eindhoven Tech
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-11-20
Also published as: WO2007133066A3; WO2007133066A2

Description

Korte aanduiding: Interferometrisch element, interferometrisch N-traps boomelement, alsmede werkwijze voor het bewerken van een eerste optisch ingangssignaal en een tweede optisch ingangssignaal voor het verschaffen van een veelheid 5 orthogonale eindsignalen.

BESCHRIJVING

Overeenkomstig een eerste aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een interferometrisch element omvattende een eerste interferometer 10 van het Mach-Zehnder-type en een tweede interferometer van het Mach-Zehnder-type, de eerste interferometer van het Mach-Zehnder-type omvattende een eerste ingangskoppelelement en een eerste uitgangskoppelelement, en de tweede interferometer van het Mach-Zehnder-type omvattende een tweede ingangskoppelelement en een tweede uitgangskoppelelement, waarbij de 15 ingangskoppelelementen met behulp van overdrachtslijnen zijn verbonden met de uitgangskoppelelementen, waarbij voor elk van de uitgangskoppelelementen ten minste één vertraagde overdrachtslijn van de daarmee verbonden overdrachtlijnen is ingericht voor het verschaffen van een frequentie-afhankelijke fasedraaiing die afwijkt van de frequentie-afhankelijke fasedraaiing van de of elke overige met dat 20 uitgangskoppelelement verbonden onvertraagde overdrachtslijn, en waarbij ten minste één van de overdrachtslijnen in het interferometrische element is ingericht voor het verschaffen van een additionele frequentie-onafhankelijke fasedraaiing.

Overeenkomstig een tweede aspect heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het bewerken van een eerste optisch ingangssignaal en een 25 tweede optisch ingangssignaal voor het verschaffen van een veelheid orthogonale eindsignalen, omvattende de stappen van: het splitsen van het eerste optische ingangssignaal voor het verschaffen van een eerste tussensignaal, en een tweede tussensignaal dat in fase is verschoven ten opzichte van het eerste tussensignaal, het splitsen van het tweede optische ingangssignaal voor het verschaffen van een 30 derde tussensignaal, en een vierde tussensignaal dat in fase is verschoven ten opzichte van het derde tussensignaal, het zodanig frequentie-afhankelijk in fase draaien van de tussensignalen dat de frequentie-afhankelijke fase draaiing van ten minste twee van de vier tussensignalen afwijkt van de frequentie-afhankelijke fase draaiing van de overige twee van de vier tussensignalen, voor het verschaffen van 1031833 2 twee vertraagde tussensignalen en twee onvertraagde tussensignalen, en het additioneel frequentie-onafhankelijk in fase draaien van ten minste één van de tussensignalen.

Code division multiple access (CDMA) is een veelgebruikte 5 methode voor het onderscheiden van individuele signalen gedragen op een gemeenschappelijke optische vezel of gemeenschappelijk optisch kanaal. In een dergelijk systeem wordt elk optisch signaal geconvolueerd met een orthogonale code voor het verschaffen van een orthogonaal gecodeerd optisch signaal dat kan worden onderscheiden van andere orthogonaal gecodeerde optische signalen. 10 Hierdoor is het mogelijk de optische signalen asynchroon over de gemeenschappelijke vezel te doen laten voortplanten, zonder dat de verschillende optische signalen elkaar onderling verstoren.

Bij incoherent spectraal gecodeerde optische CDMA wordt gewoonlijk het spectrum van een brede spectrale bron, bijvoorbeeld een licht-15 emitterende diode (LED), door een filter geleid voor het coderen van het signaal. Door voor elke gebruiker andere filterinstellingen te gebruiken, kunnen orthogonaal gecodeerde optische spectra worden verkregen.

Verscheidene filtertechnieken worden hiervoor gebruikt, waaronder het gebruik van geïntegreerde Mach-Zehnder-cascadeketens. Een dergelijke keten 20 bestaat uit een veelheid aan elkaar geschakelde interferometers van het Mach-Zehnder-type, waarbij de vertraagde arm van elk van de Mach-Zehnder-interferometers bijvoorbeeld is voorzien van een additionele frequentie-onafhankelijke fasedraaiing die specifiek kan zijn voor elke schakel in de keten. Een dergelijke cascadeketen wordt onder andere geopenbaard in “Multi-wavelength 25 optical code-division-multiple-access communication systems”, Cedric Fung Lam, dissertatie gepubliceerd in 1999, University of California, Los Angeles, figuur 3.6. Met een dergelijke cascadeketen kunnen een tweetal complementaire orthogonale spectraal gecodeerde optische signalen, ofwel één signaalpaar, worden verkregen uit een enkel ingangssignaal. Deze orthogonale optische signalen welke aan de 30 uitgang verkregen worden, kunnen worden gebruikt voor het optisch coderen van een binair gebruikerssignaal.

Indien een veelheid binaire gebruikerssignalen gelijktijdig parallel over hetzelfde kanaal dient te worden verstuurd en derhalve orthogonaal gecodeerd dient te worden, wordt gebruik gemaakt van meerdere cascade-ketens die parallel 3 aan elkaar worden geplaatst. Met andere woorden, voor het verkrijgen van twee orthogonaal gecodeerde optische signaalparen kan gebruik worden gemaakt van een tweetal cascadeketens, voor drie orthogonaal gecodeerde optische signaalparen heeft men drie cascadeketens nodig, etc. Bovendien dienen de in de 5 cascadeketens gebruikte faseverschuivingen zodanig op elkaar te worden afgestemd dat alle uitgangssignalen verkregen met de veelheid cascadeketens ten opzichte van elkaar orthogonaal zijn.

In figuur 5 wordt een Mach-Zehnder-cascadeketen overeenkomstig de stand van de techniek getoond, omvattende een tweetal optische ingangen 130 10 en 131. In de regel zal op in ieder geval één van de optische ingangen 130 of 131 een optisch signaal worden aangeboden, en zal in het koppelelement 132 een deel van dit optische signaal worden gesplitst, zodanig dat op beide armen 140 en 141 een identiek maar ten opzichte van elkaar in fasen verschoven optisch signaal aanwezig is. Achter het koppelelement 132 vinden zich in deze tweetraps-15 cascadeketen een tweetal interferometers 135 en 136 van het Mach-Zehnder-type. De eerste interferometer 135 omvat zoals reeds beschreven een onvertraagde arm 140 en een vertraagde arm 141, waarbij de vertraagde arm 141 een grotere optische weglengte heeft dan de onvertraagde arm 140. In het bijzonder heeft de onvertraagde arm 140 een optische weglengte L, terwijl de vertraagde arm 141 een 20 optische weglengte L + AL1 heeft. Voorts bevindt zich op de vertraagde arm 141 een additioneel fase verschuivingselement 142 welke het signaal op de vertraagde arm 141 met een frequentie-onafhankelijk fasedraaiing van φ1 verschuift.

De zo verkregen optische signalen worden in koppelelement 144 gekoppeld voor het uitwisselen van optische energie tussen de optische signalen en 25 voor het verkrijgen van interferentie. De beide uitgangen van koppelelement 144 worden ingekoppeld op het tweede cascade-element 136 van het Mach-Zehnder-type, bestaande uit onvertraagde arm 150 en vertraagde arm 151. De vertraagde arm 151 heeft in het tweede cascade-element een optische weglengte L + AL2 terwijl de onvertraagde arm 150 wederom een optische weglengte L heeft. In fase 30 verschuivingselement 152 wordt op de vertraagde arm een additionele frequentie-onafhankelijke faseverschuiving ter grootte φ2 aan het optische signaal verschaft. Koppelelement 154 koppelt de zo verkregen optische signalen voor het daartussen uitwisselen van optische energie, en biedt de verkregen interferentiesignalen aan als uitgangssignalen op de uitgangen 138 en 139 van het cascade-element. De 4 uitgangssignalen E01 en E02 op de uitgangen 138 en 139 voorkomen een orthogonaal paar uitgangssignalen. Deze uitgangssignalen kunnen worden gebruikt voor het coderen van binaire signalen, waarbij bijvoorbeeld E01 een binaire 0 voorstelt en Eo2 een binaire 1 voorstelt. Het paar orthogonale uitgangssignalen is 5 derhalve geschikt voor het coderen van binaire signalen van één gebruiker.

Met een tweetraps cascade-element zoals dat is getoond in figuur 5, kunnen in principe een viertal orthogonale signaalparen worden verschaft afhankelijk van de gekozen waarden van de frequentie-onafhankelijke fasedraaiing in elke trap. Voor het verschaffen van vier signaalparen zijn dus vier cascadetekens 10 nodig, waarvan de frequentie-onafhankelijke fasedraaiingen geschikt zijn ingesteld voor het bedienen van vier gebruikers zijn daarom vier tweetraps cascadeketens benodigd, voor elke gebruiker één cascadeketen.

Een nadeel van een dergelijke cascadeconfiguratie is dat voor elke cascadeketen ingangen en uitgangen dienen te worden aangesloten, hetgeen een 15 evenzo groot aantal vezel-chip overgangen vereist. Indien bijvoorbeeld een x-aantal cascadeketens dient te worden geïntegreerd op een enkele chip, dienen aan de ingang van deze chip een groot aantal ingangsvezels te worden aangesloten. Dit is een nadeel bij het vervaardigen van een dergelijk geïntegreerde schakeling, welke de productiekosten ervan sterk omhoog drijft.

20 Een verder nadeel ontstaat bij het aansluiten van vezels van de samenstelling van Mach-Zehnder-cascadeketens. De vezels dienen ofwel te worden samengesmolten (gespliced), of dienen met behulp van connectoren te worden aangesloten. Worden de vezels samengesmolten, dan is een hoge splitsingsfactor vereist, hetgeen moeilijk en kostbaar is, en bij gebruik van connectoren ontstaan er 25 additionele inkoppelverliezen. Aangezien de bovengrens van de maximum te hanteren lengte van de keten ondermeer wordt bepaald door het vermogensverlies in de keten, zal de vakman inzien dat een hoger vermogensverlies leidt tot kortere ketens. Aangezien het aantal beschikbare orthogonale codes ondermeer wordt bepaald door de lengte van de ketens, vormt het hogere vermogensverlies een 30 direct nadeel voor de toepasbaarheid van de cascadeketens.

Een verder nadeel van het gebruik van een samenstelling van meerdere cascadeketens is dat in elke vertraagde arm in elke cascadeketen van de samenstelling een frequentie-onafhankelijk faseverschuivingselement dient te worden opgenomen. Veelal wordt gebruik gemaakt van extern aanstuurbare of 5 instelbare faseverschuivingselementen. Deze worden in de regel één maal machinaal ingesteld tijdens de vervaardiging van de cascadeketens. Met een cascadeketen van 7 Mach-Zehnder-interferometers kunnen in principe de signalen van 128 gebruikers worden verwerkt. Hiervoor zijn echter 128 cascadeketens nodig 5 met elk 7 Mach-Zehnder-interferometers. Elke Mach-Zehnder-interferometer omvat in de vertraagde arm één frequentie-onafhankelijk faseverschuivingselement, zodat een samenstelling van 128 7-traps cascadeketens in totaal 7 x 128 = 896 frequentie-onafhankelijke fase-verschuivingselementen omvat, die elk afzonderlijk extern moeten kunnen worden aangestuurd of ingesteld.

10 Nog een verder nadeel is dat voor het toepassen van een veelheid cascadetekens, evenzoveel ruimte in beslag neemt.

Samenvattend is het gebruik van samenstellingen van Mach-Zehnder-cascadeketens, of het gebruik van losse Mach-Zehnder-cascadeketens nogal omslachtig en duur. Bovendien vormt het grote aantal benodigde 15 componenten een belemmering voor de miniaturisatie van een dergelijke codegenerator. Er bestaat daarom een behoefte aan een alternatieve oplossing.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding een interferometrisch element te verschaffen waarmee de bovengenoemde nadelen kunnen worden weggenomen, en waarin vermogensverliezen tot een minimum kunnen worden 20 beperkt.

Dit doel wordt door de onderhavige uitvinding bereikt, doordat deze een interferometrisch element verschaft omvattende een eerste interferometer van het Mach-Zehnder-type en een tweede interferometer van het Mach-Zehnder-type, de eerste interferometer omvattende een eerste ingangskoppelelement en een 25 eerste uitgangskoppelelement, en de tweede interferometer omvattende een tweede ingangskoppelelement en een tweede uitgangskoppelelement, waarbij de ingangskoppelementen met behulp van overdrachtslijnen optisch zijn verbonden met de uitgangskoppelementen, waarbij voor elk van de uitgangskoppelelementen ten minste één vertraagde overdrachtslijn van de daarmee verbonden 30 overdrachtslijnen is ingericht voor het verschaffen van een frequentieafhankelijke fasedraaiing die afwijkt van de frequentieafhankelijke fasedraaiing van de of elke overige met dat uitgangskoppelelement verbonden onvertraagde overdrachtslijn, waarbij ten minste één van de overdrachtslijnen in het interferometrische element is ingericht voor het verschaffen van een additionele frequentie-onafhankelijke 6 fasedraaiing, en waarbij de eerste en tweede interferometer zodanig kruislings optisch met elkaar zijn gekoppeld dat ten minste één overdrachtslijn van het eerste ingangskoppelelement is verbonden met het tweede uitgangskoppelement, en dat ten minste één overdrachtslijn van het tweede ingangskoppelelement is verbonden 5 met het eerste uitgangskoppelement.

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat het aantal ingangssignalen eenvoudig kan worden gereduceerd door gebruik te maken van ten minste twee optisch parallel geschakelde interferometers van het Mach-Zehnder-type, waarbij een ingangssignaal wordt geleid door elk van de interferometers van 10 het Mach-Zehnder-type. Een dergelijk interferometrisch element kan, op een soortgelijke wijze als het cascade-element overeenkomstig de stand van de techniek, worden toegepast voor het verkrijgen van orthogonale optische signaalparen aan de uitgangen van het interferometrische element. Hiervoor kan bijvoorbeeld één ingangssignaal, en een complex complementair identiek 15 ingangssignaal, aan de ingangen van het interferometrische element worden aangeboden.

Het is voor een goede werking van het interferometrische element overeenkomstig de uitvinding essentieel dat de signalen die worden aangeboden aan de eerste en tweede Mach-Zehnder-interferometer intern kruislings worden 20 gekoppeld, zodanig dat ten minste één overdrachtslijn van het eerste ingangskoppelelement is verbonden met het tweede uitgangskoppelelement en dat ten minste één overdrachtslijn van het tweede ingangskoppelelement is verbonden met het eerste uitgangskoppelelement. Zodoende wordt bereikt dat als gevolg van ‘kruisbestuiving’ de volledige spectrale breedte aan de uitgangen van het 25 interferometrische element beschikbaar blijft, zodat het mogelijk wordt om het interferometrische element overeenkomstig de onderhavige uitvinding toe te passen in een boomstructuur, overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm die hieronder beschreven zal worden.

Indien de kruislingse koppeling tussen de signalen in het element 30 niet aanwezig is, zal in elk van de takken van het interferometrische element een deel van het spectrum worden weggefilterd. Elk uitgangssignaal omvat dan een deel van het volledige spectrum van het ingangssignaal, maar niet het volledige spectrum. Het element kan zonder de interne kruislingse koppeling van signalen werkzaam zijn als multiplexer-demultiplexer, hetgeen een goede werking van het 7 interferometrische element als codeerinrichting belemmert.

Een verder voordeel van het interferometrische element overeenkomstig de onderhavige uitvinding is dat een viertal orthogonale uitgangssignalen, dus twee orthogonale signaalparen, kan worden verkregen onder 5 toepassing van een enkel frequentie-onafhankelijk faseverschuivingselement. Dit maakt het interferometrische element overeenkomstig de onderhavige uitvinding zeer geschikt als bouwblok voor een codeerinrichting, zoals hieronder zal worden beschreven. Desgewenst kunnen natuurlijk ook meerdere frequentie-onafhankelijke faseverschuivingselementen worden opgenomen.

10 Overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt de frequentie-onafhankelijke fasedraaiing verschaft met behulp van een faseverschuivingselement. Dit faseverschuivingselement kan soortgelijk zijn aan een faseverschuivingselement zoals dat bekend is uit de Mach-Zehnder-cascadeketen. Het element hoeft echter niet noodzakelijk afzonderlijk te worden 15 aangestuurd, maar kan een passief element zijn. Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm kan het faseverschuivingselement schakelbaar zijn voor het in- en uitschakelen, of eventueel het éénmalig instellen, van de frequentie-onafhankelijke fasedraaiing.

Het kan verder voordelen hebben het faseverschuivingselement op 20 te nemen in ten minste één van de vertraagde overdrachtslijnen van het interferometrische element. Omdat daarmee alle elementen en kenmerken van het interferometrische element die op eniger wijze onnauwkeurigheid kunnen veroorzaken in de uitgangssignalen zich in een enkele arm bevinden. Hierdoor kan deze onnauwkeurigheid worden gecompenseerd.

25 De vertraagde armen van elk van de Mach-Zehnder-interferometers die zijn opgenomen in het interferometrische element kunnen bestaan uit overdrachtslijnen waarvan de lengte groter is dan de lengte van een onvertraagde overdrachtslijn, echter in het alternatieve geval kan ook gekozen worden voor een overdrachtslijn waarin een element is opgenomen met een brekingsindex die groter 30 is dan de brekingsindex van de onvertraagde overdrachtslijn. Het dient te worden begrepen dat een op dergelijke wijze verkregen faseverschuiving frequentie-afhankeiijk is.

Overeenkomstig en uitvoeringsvorm omvat het interferometrische element ten minste twee onvertraagde overdrachtslijnen en ten minste twee 8 vertraagde overdrachtslijnen. Op deze wijze kan ervoor worden gezorgd dat aan elk van de uitgangskoppelelementen van de eerste en de tweede Mach-Zehnder-interferometer de signalen van een vertraagde overdrachtslijn wordt samengebracht met het signaal van een onvertraagde overdrachtslijn, voor het uitwisselen van 5 optische energie en voor het verschaffen van uitgangssignalen van het uitgangskoppelelement.

In het bijzonder is elk uitgangselement in een interferometrisch element overeenkomstig de onderhavige uitvinding zodanig verbonden met overdrachtslijnen dat ten minste één signaal van een vertraagde overdrachtslijn 10 wordt samengebracht met ten minste één signaal van een onvertraagde overdrachtslijn. Tevens kan een veelheid overdrachtslijnen in het uitgangskoppelelement worden samengebracht, waarbij elk van de overdrachtslijnen een unieke optische weglengte heeft voor het verschaffen van een unieke frequentie-afhankelijke fasedraaiing. Tevens kan op één of meer van deze overdrachtslijnen 15 een frequentie-onafhankelijke fasedraaiing aanwezig zijn. Hierbij wordt opgemerkt dat het introduceren van een faseverschil op de signaallijnen van belang is voor het voortbrengen van interferentie.

Overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm omvat elk van de uitgangskoppelelementen van het interferometrische element twee ingangen, en 20 omvat elk de ingangskoppelelementen twee uitgangen. Hierbij omvat het interferometrische element vier overdrachtslijnen die zodanig zijn verbonden met de ingangskoppelelementen en de uitgangskoppelelementen dat elke uitgang van de ingangskoppelelementen is verbonden met één ingang van de uitgangskoppelelementen, en dat elke ingang van de uitgangskoppelelementen is verbonden met 25 één uitgang van de ingangskoppelelementen. Met andere woorden, elk van de ingangskoppelelementen heeft twee uitgangen voor het verschaffen van een tweetal optische signalen. De uitgangen van elk ingangskoppelelement zijn verbonden met overdrachtslijnen, dus elk ingangskoppelelement is verbonden met een tweetal overdrachtslijnen. Deze overdrachtslijnen zijn verbonden met de 30 uitgangskoppelelementen. Deze overdrachtslijnen zijn zodanig verbonden met de uitgangskoppelelementen dat één van de twee overdrachtslijnen verbonden met het eerste ingangskoppelelement is verbonden met het eerste uitgangskoppelelement, en dat de andere van de twee overdrachtslijnen van het eerste ingangskoppelelement is verbonden met het tweede uitgangskoppelelement. Verder 9 is op gelijke wijze één van de twee overdrachtslijnen van het tweede ingangskoppelelement verbonden met het eerste uitgangskoppelelement, en is de andere van de twee overdrachtslijnen van het tweede ingangskoppelelement verbonden met het tweede uitgangskoppelelement. Er is nu een verbinding tussen 5 de ingangs- en uitgangskoppelelementen ontstaan die zodanig is, dat elk ingangskoppelelement is verbonden met beide uitgangskoppelelementen door middel van telkens precies één overdrachtslijn.

Bij het bovenstaande wordt opgemerkt dat overeenkomstig de uitvinding, zoals hierboven reeds beschreven, elk uitgangskoppelelement is 10 verbonden met ten minste één vertraagde overdrachtslijn, en ten minste één onvertraagde overdrachtslijn. Hierdoor zijn er in een ontwerp waarin zich twee interferometers van het Mach-Zehnder-type bevinden, en derhalve omvattende een eerste ingangskoppelelement en een tweede ingangskoppelelement, en een eerste uitgangskoppelelement en een tweede uitgangskoppelelement, vier configuraties 15 van overdrachtslijnen tussen de ingangskoppelelementen en de uitgangskoppelelementen mogelijk.

In tabel 1 zijn deze vier configuraties aangegeven met behulp van romeinse cijfers I, II, III en IV. Schematisch zijn de overdrachtslijnen tussen de verschillende ingangskoppelelementen en uitgangskoppelelementen als volgt 20 weergegeven. Het eerste ingangskoppelelement is schematisch weergegeven als i,. Het tweede ingangskoppelelement is schematisch weergegeven met i2, het eerste uitgangskoppelelement is schematisch weergegeven met ^ en het tweede uitgangskoppelelement is schematisch weergegeven met u2. Een overdrachtslijn tussen het eerste ingangskoppelelement en het tweede uitgangskoppelelement is 25 dan schematisch weergegeven als ^ -» u2 Vertraagde overdrachtslijnen zijn weergegeven met een v en onvertraagde overdrachtslijnen zijn weergegeven met een o.

Tabel 1 30__l_ II lil__IV_

i, Ut V V O O

i, u2 v o v o i2 U! o o v v 10 i2 u2 o v o v

Bij het bovenstaande is uitgegaan van een uitvoeringsvorm waarin het interferometrisch element twee Mach-Zehnder-interferometers omvat, een 5 eerste Mach-Zehnder-interferometer omvattende een eerste ingangskoppelelement en een eerste uitgangskoppelelement, en een tweede Mach-Zehnder-interferometer omvattende een tweede ingangskoppelelement en een tweede uitgangskoppelelement.

Voorts omvat overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm het 10 interferometrisch element ten minste twee signaalingangen waarvan ten minste één signaalingang is verbonden met het eerste ingangskoppelelement, en waarvan ten minste één verdere signaalingang is verbonden met het tweede ingangskoppelelement.

De functie van de ingangskoppelelementen is primair het splitsen 15 van het ingangssignaal in een geschikt aantal optische signalen aan de uitgang van het ingangskoppelelement. In principe kan als ingangskoppelelement elk geschikt directioneel koppelelement worden toegepast. Aangezien het interferometrisch element overeenkomstig de uitvinding ten minste twee Mach-Zehnder-interferometers omvat, en het ingangskoppelelement middels overdrachtslijnen 20 moet zijn verbonden met de ten minste twee uitgangskoppelelementen van de twee Mach-Zehnder-interferometers, is vereist dat het ingangskoppelelement ten minste één signaalingang omvat en ten minste twee uitgangen voor het verbinden van de overdrachtslijnen. Met andere woorden, als ingangskoppelelement kan elk koppelelement van het P- maal Q-type worden gebruikt, waarin P * 1 en Q * 2.

25 Als voorbeeld wordt een ingangskoppelelement van het 2 x 2-type nader bekeken. Een dergelijke ingangskoppelelement bestaat uit twee golfgeleiders (bijvoorbeeld twee vezels), die over een deel van hun lengte tegen elkaar aan liggen, waarbij er een directe verbinding is gemaakt tussen de golfgeleiders. In het geval van twee vezels kan ter plaatse van het aanliggen van de twee vezels de 30 mantel van beide vezels zijn verwijderd, zodanig dat de kernen van de beide vezels tegen elkaar aan liggen. Hierdoor kan optische energie uit de kern van de ene vezel direct binnentreden in de kern van de andere vezel, en vice versa. Bij het oversteken van de verbinding tussen de kernen van de vezel wordt, in het 11 onderhavige geval het overstekende optische signaal rr/2 in fase gedraaid als gevolg van de overgang.

Een dergelijk ingangskoppelelement wordt nu zodanig aangesloten dat op één van de signaalingangen van het ingangskoppelelement het te bewerken 5 optische signaal wordt aangeboden, terwijl er op de andere signaalingang geen signaal aanwezig is. In het ingangskoppelelement zal dus een deel van het vermogen van het aangeboden optische signaal op de ene vezel die de signaalingang vormt, overbrengen naar de kern van de andere vezel, waarbij dit deel van het optische signaal een faseverschuiving van rr/2 krijgt. Na de overgang 10 vormen de twee vezels tevens de twee uitgangen van het ingangskoppelelement van het 2 x 2-type. Derhalve zal op een van de twee uitgangen van het ingangskoppelelement het oorspronkelijk aangeboden te bewerken optische signaal aanwezig zijn, terwijl op de andere uitgang van het ingangskoppelelement ditzelfde signaal aanwezig is echter met een additionele faseverschuiving van rr/2 .

15 Zoals hierboven beschreven is slechts één van de signaalingangen van elk ingangskoppelelement, in gebruik van het interferometrische element, actief werkzaam voor het ontvangen van optische signalen. Natuurlijk kunnen meerdere optische signalen worden aangeboden aan de signaalingangen van een ingangskoppelelement indien het ingangskoppelelement meer dan een 20 signaalingang omvat, echter de invloed van dergelijke additionele optische signalen Is niet verder onderzocht, en het aanbieden van additionele optische signalen is niet van belang voor correcte werking van het interferometrische element overeenkomstig de uitvinding. Hierbij wordt echter opgemerkt dat niet wordt uitgesloten dat door middel van het aanbieden van additionele optische signalen 25 aan de signaalingangen van elk van de ingangskoppelelementen mogelijk voordelige effecten kunnen ontstaan aan de signaaluitgangen van het interferometrische element. Een toepassing zou bijvoorbeeld kunnen bestaan uit het aanbieden van signalen van verschillende golflengten op de verschillende ingangen. Vanwege de periodiciteit van het element is het op deze wijze mogelijk signalen van 30 verschillende golflengten gelijktijdig te coderen.

Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm omvat het interferometrische element ten minste 4 signaaluitgangen waarvan ten minste twee signaaluitgangen worden verschaft of zijn verbonden met het eerste uitgangskoppelelement, en waarvan ten minste twee verdere signaaluitgangen 12 worden verschaft of zijn verbonden met het tweede uitgangskoppelelement.

Aan de vier signaaluitgangen zullen in werking twee orthogonale optische signaalparen worden aangeboden, voor het coderen van twee binaire gebruikerssignalen.

5 In principe kunnen voor het verschaffen van de uitgangs- koppelelementen soortgelijke koppelelementen worden toegepast als voor het verschaffen van de ingangskoppelelementen. Voor het interferometrische element overeenkomstig de uitvinding dat zal worden toegepast in een boomstructuur, zoals hieronder beschreven, is echter gewenst dat het aantal signaaluitgangen per 10 uitgangs-koppelelement gelijk is aan het totaal aantal ingangskoppelelementen in het interferometrische element. Een interferometrisch element omvattende precies twee Mach-Zehnder-interferometers, omvat twee ingangskoppelelementen en twee uitgangskoppelelementen. In een dergelijk geval omvat dan ieder uitgangskoppelelement ten minste twee signaaluitgangen.

15 Voorts dient ook het aantal ingangen van de uitgangs koppelelementen ten minste gelijk te zijn aan het aantal ingangskoppel-elementen in het interferometrische element overeenkomstig de uitvinding, omdat elk van de uitgangskoppelelementen met overdrachtslijnen is verbonden met elk van de ingangskoppelelementen. Voor een interferometrisch element overeenkomstig de 20 uitvinding, waarin twee Mach-Zehnder-interferometers worden toegepast, dienen derhalve uitgangskoppelelementen te worden gebruikt van het 2 x 2-type, dus omvattende twee ingangen en twee signaaluitgangen, of van het P x Q-type waarbij P * 2 en Q ;> 2. De bovenbeschreven ontwerpvereisten in aanmerking genomen, zal de vakman begrijpen dat een of meer koppelelementen kunnen zijn geïntegreerd in 25 een enkel element.

De uitvoeringsvormen die hieronder zullen worden besproken zijn gericht op een interferometrisch element overeenkomstig de uitvinding omvattende M interferometers van het Mach-Zehnder-type, waarbij M een positief getal is dat groter is dan 1, dus M = 2, 3, 4...... In een dergelijk interferometrisch element

30 overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding, omvat elk van de M

interferometers een ingangskoppelelement en een uitgangskoppelelement. Zodoende zijn er in het interferometrisch element overeenkomstig deze

uitvoeringsvorm van de uitvinding in totaal M ingangskoppelelementen en M

uitgangskoppelelementen opgenomen. Elk ingangskoppelelement in het 13 interferometrische element overeenkomstig deze uitvinding is verbonden met elk van de M uitgangskoppelelementen met behulp van een overdrachtslijn. Aangezien er M ingangskoppelelementen en M uitgangs-koppelelementen in het interferometrische element overeenkomstig deze uitvoeringsvorm zijn opgenomen, 5 omvat het interferometrische element overeenkomstig deze uitvoeringsvorm dus M2 overdrachtslijnen.

Als voorbeeld omvat een interferometrisch element met drie Mach-Zehnder-interferometers in totaal drie ingangskoppelelementen en drie uitgangskoppelelementen, en in totaal negen overdrachtslijnen die de 10 ingangskoppelelementen verbinden met de uitgangskoppelelementen. Elk van de drie ingangskoppelelement is verbonden met alle uitgangskoppelelementen, en elk uitgangskoppelelement is verbonden met alle ingangs-koppelelementen. Dit impliceert bovendien dat de gebruikte ingangskoppelelementen allen ten minste drie uitgangen omvatten, zodat er in totaal negen uitgangen beschikbaar zijn voor het 15 aansluiten van negen overdrachtslijnen. Vice versa omvatten uitgangskoppelelementen van een dergelijk element in ieder geval elk drie ingangen, zodat er in totaal negen ingangen voor het aansluiten van de negen overdrachtslijnen beschikbaar zijn.

Op dezelfde wijze omvat een interferometrisch element met vier 20 Mach-Zehnder-interferometers in totaal vier ingangskoppelelementen vier uitgangskoppelelementen, en in totaal zestien overdrachtslijnen. Aan het aantal Mach-Zehnder-interferometers dat in het interferometrisch element kan worden opgenomen is in principe geen maximum verbonden.

Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van dit 25 interferometrisch element met Mach-Zehnder-interferometers, omvat het interferometrisch element ten minste evenveel signaalingangen als dat er ingangskoppelelementen zijn, dus ten minste M signaalingangen, waarbij elk van de M ingangskoppelelementen ten minste een van de M signaalingangen verschaft. Dit komt overeen met het vereiste dat elk ingangskoppelelement ten minste één 30 signaalingang heeft voor het ontvangen van een optisch signaal dat in het ingangskoppelelement dient te worden gesplitst in meerdere optische signalen.

Voorts omvat overeenkomstige verdere uitvoeringsvormen ieder interferometrisch element ten minste M2 signaaluitgangen, waarbij elk van de M uitgangskoppelelementen ten minste M van de M2 signaaluitgangen verschaft.

14

Wederom stemt dit overeen met de wens dat ieder uitgangskoppelelement ten minste evenveel signaaluitgangen dient te verschaffen als dat er ingangs-koppelelementen in het interferometrische element aanwezig zijn, teneinde dit interferometrische element te kunnen toepassen als bouwsteen voor een 5 interferometrisch boomelement zoals dat hieronder beschreven zal worden.

Het hierboven beschreven interferometrische element zal hieronder worden toegepast voor het verschaffen van interferometrisch N-traps boomelement omvattende N interferometrische trappen, waarin N een positief geheel getal is, en waarin elk van de interferometrische trappen ten minste één interferometrisch 10 element omvat, waarbij de N interferometrische trappen zodanig met elkaar zijn verbonden dat de signaaluitgangen van het ten minste ene interferometrische element in de ide trap optisch zijn verbonden met de signaalingangen van het ten minste ene interferometrische element in de (i+1)ste trap, waarbij i een geheel getal is en 1 ^is(N-1), en waarin voor 2^js(N-1) het ten minste ene interferometrische 15 element in de jde trap een interferometrisch element overeenkomstig de uitvinding zoals hierboven beschreven.

Met een interferometrisch N-traps boomelement gebaseerd op de interferometrische elementen overeenkomstig de uitvinding kunnen met een enkele N-traps boom de optische signalen van 2N gebruikers worden gecodeerd in een 20 CDMA omgeving. Een dergelijk interferometrisch boomelement verschaft grote voordelen ten opzichte van de stand van de techniek. Teneinde deze voordelen inzichtelijk te maken vergelijken we hieronder een tweetraps interferometrisch boomelement overeenkomstig de uitvinding met een configuratie waarin tweetraps Mach-Zehnder-cascadeketens zijn gebruikt.

25 Als voorbeeld wordt een tweetraps interferometrisch boomelement, opgebouwd uit interferometrische elementen overeenkomstig de uitvinding zoals hierboven omschreven, nader bekeken. In het voorbeeld is gebruik gemaakt van interferometrische elementen omvattende precies twee interferometers van het Mach-Zehnder-type, en derhalve omvat dus ieder interferometrisch element dat als 30 bouwsteen voor de boom dient twee ingangskoppelelementen en twee uitgangskoppelelementen, waarbij één signaalingang van elk ingangs-koppelelement wordt voorzien van een optisch signaal en waarin in de uitgang van elk interferometrisch element dat als bouwsteen dient aan elk uitgangskoppelelement één paar orthogonale optische signalen verschaft. Een 15 bouwsteen omvat derhalve twee actieve ingangen en vier actieve uitgangen, waarbij de vier actieve uitgangen twee orthogonale optische signaalparen verschaffen.

In de eerste trap van het boomelement kunnen aan de twee ingangen van de ingangskoppelelementen bijvoorbeeld twee identieke optische 5 beginsignalen worden aangeboden, die onderling tt/2 in fase ten opzichte van elkaar verschoven zijn. Aan de uitgangen van het interferometrische element in de eerste trap worden twee paar optische uitgangssignalen aangeboden. Elk paar optische uitgangssignalen wordt vervolgens aangeboden aan één van de interferometrische elementen in de tweede trap. Aan de uitgang van de tweede trap worden vier paar 10 orthogonale optische eindsignalen verschaft, die kunnen worden gebruikt voor het coderen van de binaire signalen van vier gebruikers.

In een configuratie op basis van Mach-Zehnder-cascadeketens is, voor het coderen van de binaire signalen van vier gebruikers, een viertal cascadeketens vereist. Deze vier cascadeketens omvatten in totaal acht actieve 15 faseverschuivingselementen, en dienen te worden aangestraald met ten minste vier ingangssignalen. Het voordeel van het tweetrapsboomelement overeenkomstig de uitvinding ten opzichte van een configuratie met vier tweetraps Mach-Zehnder-cascadeketens is dat het boomelement slechts twee signaalingangen heeft, terwijl de configuratie met Mach-Zehnder-cascadeketens acht signaalingangen heeft, een 20 verschil van zes optische signaalingangen.

In het onderhavige voorbeeld is een korte tweetrapsboom vergeleken met een korte tweetraps-cascadeketen. Wanneer het aantal trappen in de boom groter wordt, groeit het aantal uitgangen van de boom, maar blijft het aantal signaalingangen van de boom gelijk. In geval van een configuratie met 25 cascadeketens is dit niet het geval, en groeit het aantal signaalingangen eveneens exponentieel met het groter worden van het aantal trappen. Indien de bovenbeschreven elementen als geïntegreerde schakelingen op een chip dienen te worden vervaardigd, zal de vakman direct inzien dat voor de Mach-Zehnder-cascadeketens een veel groter aantal vezel-chipovergangen vereist is dan voor het 30 interferometrische N-traps boomelement overeenkomstig de uitvinding. Kosten van het vervaardigen van een geïntegreerde schakeling op basis van een configuratie van Mach-Zehnder-cascadetekens zullen daarom veel groter zijn dan voor een interferometrisch N-traps boomelement met een gelijk aantal trappen overeenkomstig de uitvinding.

16

Voorts is een interferometrisch N-traps boomelement overeenkomstig de onderhavige uitvinding veel eenvoudiger te miniaturiseren dan het boven beschreven cascade-element, hetgeen wederom een voordeel is van het boomelement.

5 Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat het interferometrisch N-trapsboomelement een optisch voorkoppelelement omvattende ten minste M koppeluitgangen, waarbij elk van de M koppeluitgangen is verbonden met een enkele signaalingang van de M ingangskoppelelementen van het ten minste ene interferometrische element in de 10 eerste trap, zodanig dat één van de M signaalingangen van ieder ingangskoppelelement van het ten minste ene interferometrische element in deze trap is verbonden met één van de M koppeluitgangen.

Voor het verkrijgen van een geschikt aantal optisch identieke (eventueel onderling in fasen verschoven) ingangssignalen voor het 15 interferometrische element in de eerste trap van het N-traps boomelement, kan gebruik worden gemaakt van een additioneel voorkoppelement. De functie van het voorkoppelelement is het splitsten van een enkel optisch signaal in een veelheid optische signalen, die als ingangssignalen dienen voor de eerste trap. Indien bijvoorbeeld de eerste trap een interferometrisch element wordt gebruikt 20 omvattende twee interferometers van het Mach-Zehnder-type, met twee ingangskoppelelementen en twee uitgangskoppelelementen; dan kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van een optisch splitselement, bijvoorbeeld een voorkoppelelement van het 1 x 2-type, 2 x 2-type, etc. Vereist is dat dit voorkoppelelement ten minste één signaalingang heeft en ten minste twee 25 signaaluitgangen.

Voordeel van het gebruik van een dergelijk voorkoppelelement is dat het aantal signaalingangen van het N-traps boomelement kan worden teruggebracht tot één signaalingang, waarmee een willekeurig gewenst aantal optische uitgangssignaalparen verkregen kan worden voor het coderen van binaire 30 signalen van een willekeurig groot aantal gebruikers. Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm omvat voor 1 < k <; N de kde interferometrische trap van de N-trappen, M(k‘1) interferometrische elementen, zodanig dat het interferometrische N-traps boomelement een totaal van T-interferometrische elementen omvat, waarbij: 17 τ- ς ;><*-'>

In de bovengegeven formule is N het aantal trappen van het boomelement, 1 * k N, en is M het aantal interferometers van het Mach-Zehnder-type in elk van de interferometrische elementen die als bouwstenen zijn gebruikt. Bij 5 wijze van voorbeeld: een drietraps boomelement omvattende interferometrische elementen met elk twee interferometers van het Mach-Zehnder-type, omvat een eerste trap waarin zich een interferometrisch element bevindt, een tweede trap waarin zich twee interferometrische elementen bevinden, en een derde trap waarin zich vier interferometrische elementen bevinden. Nog een ander voorbeeld, een 10 drietraps boomelement omvattende interferometrische elementen waarin in elk interferometrisch element drie interferometers van het Mach-Zehnder-type zijn opgenomen (en waarbij elk interferometrisch element derhalve drie ingangskoppelelementen omvat en drie uitgangskoppelelementen, waarbij de uitgangskoppelelementen elk tenminste drie uitgangen omvatten), bevindt zich in de 15 eerste trap één enkel interferometrisch element, in de tweede trap drie interferometrische elementen en in de derde trap negen interferometrische elementen. Het totaal aantal interferometrische elementen voor het onderhavige voorbeeld waarin N = 3 en M = 3 is daarom gelijk aan 13 interferometrische elementen.

20 In het bijzonder zijn in een interferometrisch N-traps boomelement overeenkomstig de uitvinding voor ieder interferometrisch element in de ldetrap de M signaaluitgangen van elk koppelelement optisch verbonden met M signaalingangen van een van de interferometrische elementen in de (I + 1)st® trap, zodanig dat één enkele signaalingang van elk van de ingangskoppelelementen in de (I + 1)ste trap 25 optisch is verbonden met één enkele signaaluitgang in de ld® trap, waarbij 1 <; I $ (N-1). Hierin is N het aantal trappen, en M het aantal Mach-Zehnder-interferometers toegepast in elk interferometrisch element dat als bouwsteen is gebruikt.

Overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm van het interferometrische N-traps boomelement, zijn de signaallijnen van elke 30 uitgangskoppeleenheid in de laatste of Nde trap verbonden met tenminste één eindinferometer van het Mach-Zehnder-type, omvattende ten minste M-optische overdrachtslijnen en een eindkoppelelement, waarbij elke eindoverdrachtslijn een frequentie-afhankelijke faseverdraaiing verschaft, en waarbij ten minste één van de 18 eindoverdrachtslijnen is ingericht voor het verschaffen van een additionele frequentie-onafhankelijk fasedraaiing, voor het verschaffen van MN+1 orthogonale optische signalen.

Ten aanzien van de orthogonaliteit is voor Mach-Zehnder-5 cascadeketens komen vast te staan dat voor structuren met meer dan twee trappen het vereist is het aantal trappen uit te breiden met ten minste een eindtrap omvattende een interferometer van het Mach-Zehnder-type, om het gewenste aantal orthogonale optische signaalparen te kunnen verschaffen. In het bijzonder geldt hiervoor dat een boomstructuur met N-trappen dient te worden uitgebreid met N - 2 10 cascade-geschakelde eindtrappen teneinde het gewenst aantal orthogonale codes te verschaffen. Indien bijvoorbeeld een interferometrisch drietraps boomelement wordt verschaft voor het verkrijgen van 23 = 8 orthogonale signalen, is het vereist om elk van de uitgangen van de boom te voorzien van een eindtrap omvattende een eindferometer van het Mach-Zehnder-type, teneinde ook daadwerkelijk acht 15 orthogonale optische signaalparen te verkrijgen, voor het coderen van binaire signalen van acht gebruikers. Wordt daarentegen een boom van vier trappen verschaft, dan is het nodig het aantal trappen uit te breiden met twee eindtrappen per uitgang voor het verkrijgen van 16 optische signaalparen.

Overeenkomstig een tweede aspect verschaft de uitvinding een 20 werkwijze voor het bewerken van een eerste optisch ingangssignaal en een tweede optisch ingangssignaal voor het verschaffen van een veelheid orthogonale eindsignalen, omvattende de stappen van: het splitsen van het eerste optische ingangssignaal voor het verschaffen van een eerste tussensignaal, en een tweede tussensïgnaal dat in fase is verschoven ten opzichte van het eerste tussensignaal, 25 het splitsen van het tweede optische ingangssignaal voor het verschaffen van een derde tussensignaal, en een vierde tussensignaal dat in fase is verschoven ten opzichte van het derde tussensignaal, het zodanig frequentie-afhankelijk in fase draaien van de tussensignalen dat de frequentie-afhankelijke fase draaiing van ten minste twee van de vier tussensignalen afwijkt van de frequentie-afhankelijke fase 30 draaiing van de overige twee van de vier tussensignalen, voor het verschaffen van twee vertraagde tussensignalen en twee onvertraagde tussensignalen, het additioneel frequentie-onafhankelijk in fase draaien van ten minste één van de tussensignalen, en het zodanig twee aan twee met elkaar koppelen van de vertraagde en onvertraagde tussensignalen dat elk van de vertraagde 19 tussensignalen wordt gekoppeld met één van de onvertraagde tussensignalen voor het verschaffen van een veelheid uitgangssignalen, waarbij telkens ten minste één van de te koppelen tussensignalen is gekozen uit het eerste of tweede tussensignaal, en het andere daarmee te koppelen tussensignaal is gekozen uit het 5 derde of vierde tussensignaal.

De uitvinding zal hieronder verder worden uitgelegd aan de hand van niet als beperkend bedoelde specifieke uitvoeringsvormen daarvan, onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen waarin: figuur 1 een interferometrisch element overeenkomstig de 10 onderhavige uitvinding toont; figuur 2A een alternatieve uitvoeringsvorm van het interferometrische element overeenkomstig de uitvinding toont; figuur 2B een alternatieve uitvoeringsvorm van het interferometrische element overeenkomstig de uitvinding toont; 15 figuur 3 een interferometrisch tweetraps-boomelement overeenkomstig de uitvinding toont; figuur 4 een interferometrisch drietraps-boomelement met eindtrap overeenkomstig de uitvinding toont; figuur 5 een Mach-Zehnder-cascadeketen toont oveereenkomstig 20 de stand van de techniek.

Figuur 1 toont een interferometrisch element overeenkomstig de onderhavige uitvinding, omvattende een tweetal ingangskoppelelementen 2 en 3, die onderling werkzaam zijn verbonden met uitgangskoppelelementen 6 en 7. Ingangskoppelelement 2 omvat signaalingangen 9 en 10, waarbij signaalingang 10 25 in gebruik werkzaam is als ingang voor het interferometrische element 1, zoals getoond in figuur 1 met behulp van daarop aangesloten vezel 14. De vakman zal begrijpen dat in plaats van een glasvezel ook een ander type golfgeleider kan worden gebruikt. Overeenkomstig omvat koppelelement 3 signaalingangen 11 en 12, waarvan signaalingang 12 in gebruik werkzaam is als signaalingang voor het 30 optische element 1, zoals weergegeven door de daar op aangesloten vezel 15. In koppelelement 2 wordt het optische ingangssignaal Eh uit vezel 14 gesplitst en op overdrachtslijnen 18 en 20 gezet. Het afgesplitste deel op lijn 18 van het optische ingangssignaal E„ heeft als gevolg van de bewerking in ingangskoppelelement 2 een faseverschuiving van n/2 ten opzichte van het oorspronkelijke ingangssignaal 20

Eh dat op vezel 14 en overdrachtslijn 20 aanwezig is vanwege de bewerking in ingangskoppelelement 2.

Ingangskoppelelement 3 werkt op gelijke wijze als ingangskoppelelement 2, zodat op overdrachtslijn 21 ingangssignaal Ei2aanwezig is 5 en een afgesplitst deel van ingangssignaal Ei2 met een additionele faseverschuiving van φ/2 als gevolg van de splitsing, aanwezig is op overdrachtslijn 19.

In gebruik van het interferometrische element 1 overeenkomstig de uitvinding zal op de ingangen 14 en 15 een ingangssignaal E,, en het spectraal complementaire deel Ei2 daarvan worden gezet. De overdrachtslijnen 18, 19, 20 en 10 21 verbinden de uitgangen van de ingangskoppelelementen 2 en 3 zodanig met de ingangen van de uitgangskoppelelementen 6 en 7, dat één van de twee uitgangen van koppelelement 2 middels een overdrachtslijn is verbonden met één van de ingangen van uitgangskoppelelement 6, terwijl tevens een van de uitgangen van ingangskoppelelement 3 middels een overdrachtslijn eveneens is verbonden met 15 een van ingangen van uitgangskoppelelement 6. In uitgangskoppelelement 6 wordt daarom één van de signalen afkomstig van ingangskoppelelement 2 en één van de signalen afkomstig van ingangskoppelelement 3 samen gekoppeld voor het verschaffen van interferentie. Op gelijke wijze worden in uitgangskoppelelement 7 eveneens signalen afkomstig van de ingangskoppelelementen 2 en 3 samen 20 gekoppeld voor het verschaffen van interferentie. De uitgangsparen 24 en 25 en 26 en 27 van respectievelijk uitgangskoppelelementen 6 en 7, verschaffen elk een paar spectraal complementaire uitgangssignalen E01 en Eo2 enerzijds, en Eo3 en Eo4 anderzijds.

Het kruislings verbinden van overdrachtslijnen 19 en 20 met 25 uitgangskoppelelementen 6 en 7, zodanig dat in elk uitgangskoppelelement signalen afkomstig van beide ingangskoppelelementen 2 en 3 worden gekoppeld, is noodzakelijk voor het behoud van de volledige spectrale bandbreedte in de uitgangssignalen.

Voor zowel het signaalpaar E01 en Eo2 als signaalpaar Eo3 en Eo4, 30 geldt dat de spectrale bandbreedten van de signalen complementair zijn, en dat de bandbreedten van de signalen tezamen de volle bandbreedte van het ingangssignaal beslaan. Deze functionaliteit wordt veroorzaakt door de kruislingse verbinding tussen de ingangskoppelelementen 2 en 3 en de uitgangskoppelelementen 6 en 7, met behulp van overdrachtslijnen 19 en 20, 21 additioneel aan overdachtslijnen 18 en 21. Indien ingangssignaal En een optisch signaal is dat eerder is bewerkt met een optisch filter, en indien El2 het spectraal complementaire optische signaal is van E(1l dan blijft de volledige bandbreedte van Eh en E|2 tezamen behouden in de uitgangssignalen E01 en Eo2 alsmede in 5 uitgangssignalen Eo3 en Eo4 Zou dat niet het geval zijn, dan zouden de uitgangssignalen van elke trap een steeds smallere bandbreedte beslaan, en zou het interferometrische element overeenkomstig de uitvinding gebruikt kunnen worden als (bouwsteen voor een) (de)multiplexer.

Het voordeel dat bereikt wordt met het interferometrische element 1 10 overeenkomstig de uitvinding, is dat de uitgangssignaalparen spectraal breed blijven, terwijl de geschiedenis van elk van de filterstappen daarin toch verwerkt is. Het interferometrisch element 1 overeenkomstig de onderhavige uitvinding modificeert een specifieke spectrale frequentieverdeling, alsmede het spectrale complementaire signaal daarvan, en telt deze velden bij elkaar op, zodat het 15 volledige spectrum in het uitgangssignaal opgesloten blijft.

Merk op dat om orthogonaliteit tussen het uitgangssignaalpaar verschaft aan uitgangen 24 en 25 te waarborgen ten opzichte van het uitgangssignaalpaar aan uitgangen 26 en 27, het noodzakelijk is dat op ten minste één van de overdrachtslijnen een frequentie-onafhankelijke fasedraai wordt 20 gegeven. In interferometrisch element 1 in figuur 1, wordt op overdrachtslijn 18 een additionele frequentie-onafhankelijke fasedraaiing van tt/2 verschaft aan het daarop overgedragen signaal.

De werking van het interferometrische element 1 overeenkomstig de uitvinding kan wellicht verder worden verduidelijkt aan de hand van de 25 overdrachtsfunctie van het element. Hiertoe is het interferometrische element 1 in figuur 1 opgedeeld in een viertal deelelementen, gevormd door het ingangsdeel 30 bestaande uit vezels 14 en 15 verbonden met de ingangen 9, 10, 11 en 12 van de ingangskoppelelementen 2 en 3, een ingangskoppeldeel 31 bestaande uit de ingangskoppelelementen 2 en 3, een overdrachtsdeel 32 bestaande uit de 30 overdrachtslijnen 18, 19, 20 en 21 verbonden met enerzijds de uitgangen van de ingangskoppelelementen 2 en 3 en anderzijds de ingangen van de uitgangskoppelelementen 6 en 7, en een uitgangskoppeldeel 33 bestaande uit de uitgangskoppelelementen 6 en 7, en uitgangen 24, 25, 26 en 27. Ingangssignaal is wiskundig weer te geven als een vector met twee elementen, zijnde EM en El2: 22 Ε( = ρί1 (vgl.1)

De uitgangssignalen zijn eveneens weer te geven als vector E0I met vier elementen E01) Eo2,Eo3 en Eo4: 5 'E0i' E01

Eo = (vgl.2) to3 E04.

De uitgangssignalen E0 zijn te berekenen uit de ingangssignalen E, met behulp van matrixberekening, middels: 10 Ε0=Η·Ε, (vgl.3) waarin H de overdrachtsmatrix is voor het gehele interferometrische element 1 in figuur 1. Deze overdrachtsmatrix bestaat uit deeloverdrachtsmatrices van de verschillende delen 30, 31, 32 en 33 van het interferometrische element 1, zoals hier 15 boven beschreven. Deze overdrachtsmatrices worden weergegeven door H„ Hc44 voor delen 31 en 33, en Hx voor het overdrachtsdeel 32.

Wiskundig verhoudt overdrachtsmatrix H voor het interferometrisch element 1 zich tot de overdrachtsmatrices van de deelelementen overeenkomstig: 20 Η=Ηο44·Ηχ·Ηο44 H , (vgl. 4)

Hierin is: 0 0‘ 1 0 H| = 0 0 (V9'-5) 0 1 23

Voor de ingangskoppelelementen 2 en 3 in ingangskoppeldeel 31 geldt dat: '1 j 0 0 1 j 1 0 0 5 H°"= vT o o i j (V9'6) ° ° j 1

Deze overdrachtsmatrix Hc44 is tevens geldig voor uitgangskoppeldeel 33.

De overdrachtsmatrix voor overdrachtsdeel 32 is nu als volgt 10 hieronder weergegeven: -&-ΐφ+πΙ2 0 0 O" ,, 0 0 10 HX = (vgl. 7) 0 e'19 0 0 0 0 0 1

De additionele frequentie-onafhankelijke fasedraaiing π/2 is terug te vinden in de term in de eerste rij en eerste kolom van Hx. De frequentie-afhankelijke 15 fasedraaiing die ontstaat door het optische weglengteverschil AL op de vertraagde arm is wiskundig schematisch weergegeven met <p, hetgeen terug te vinden is in de matrixelementen in kolom 1, rij 1 en kolom 2, rij 3.

Onder gebruikmaking van vergelijking 4 die hierboven beschreven is, kan overdrachtsmatrix H berekend worden. Deze is als volgt: 20 24 η • -J?+o ·2 je 2 j2 1 .2 "j«»+f H= —· je 2 j (vgl.8) e-j* j je-^ 1

Het effect van de gekruiste overdrachtslijnen 19 en 20 is terug te vinden in de elementen van H in kolom 1, rij 3 en 4 en in kolom 2, rij 1 en 2.

In figuren 2A en 2B zijn twee alternatieve uitvoeringsvormen van het 5 interferometrische element 1 van figuur 1 weergegeven. De overeenkomstige elementen in elk van de uitvoeringsvormen in figuur 2A en 2B die tevens terug komen in figuur 1, hebben eenzelfde verwijzingscijfer gekregen. Te zien is dat de uitvoeringsvorm in figuur 2A slechts verschilt van de uitvoeringsvorm in figuur 1 in het feit dat de vertraagde en onvertraagde overdrachstlijnen 18, 19, 20 en 21 anders 10 op de ingangskoppelelementen 2 en 3 en de uitgangskoppelelementen 6 en 7 zijn aangesloten. Overdrachtslijn 18 verbindt nog steeds ingangskoppelelement 2 met uitgangskoppelelement 6. Verder verbindt overdrachtslijn 19 nog steeds ingangskoppelelement 3 met uitgangskoppelelement 6. Voor het signaalpaar aangeboden op uitgangen 24 en 25 van uitgangskoppelelement 6 is er dus eigenlijk 15 niets veranderd, aangezien het nog steeds is samengesteld uit het onvertraagd afgesplitste deel van ingangssignaal Ej2 uit ingangskoppelelement 3, en het vertraagd afgesplitste deel uit ingangsignaal EH en ingangskoppelelement 2 met een additionele frequentie-onafhankelijke fasedraaiing van tt/2. Onvertraagde overdrachtslijn 21 verbindt nu echter ingangskoppelelement 2 met 20 uitgangskoppelelement 7, terwijl de vertraagde overdrachtslijn 20 ingangskoppelelement 3 nu met uitgangskoppelelement 7 verbindt. Met andere woorden, de rol van overdrachtslijnen 20 en 21 is ten opzichte van de uitvoeringsvorm getoond in figuur 1 verwisseld. Voor het uitgangssignaal betekent dit dat de uitgangssignalen Eo3 en Eo4 zijn samengesteld uit het oorspronkelijke 25 onvertraagde ingangssignaal En en het oorspronkelijke vertraagde ingangssignaal Eö uit respectievelijk ingangskoppelelementen 2 en 3. Bij het bovenstaande wordt opgemerkt dat additionele uitvoeringsvormen worden gegeven in bovengenoemde 25 tabel 1.

We vergelijken nu figuur 2B met de uitvoeringsvorm. In figuur 2B is de rol van de overdrachtslijnen wederom gewijzigd. De overige elementen en aansluitingen zijn ten opzichte van figuur 1 hetzelfde gebleven, en soortgelijke 5 elementen in figuur 2B en figuur 1 hebben dezelfde verwijzingscijfers gekregen als dezelfde elementen in figuur 1.

De rol van de overdrachtslijnen 18, 19, 20 en 21 is volledig gewijzigd. Onvertraagde overdrachtslijn 19 verbindt nu ingangskoppelelement 2 met uitgangskoppelelement 6. De vertraagde overdrachstlijn 18 met additionele 10 frequentie-onafhankelijke fasedraaiing 22 verbindt nu ingangskoppelelement 2 met uitgangskoppelelement 7. De vertraagde overdrachtslijn 20 verbindt nu ingangskoppelelement 3 met uitgangskoppelelement 6, en de onvertraagde overdrachtslijn 21 verbindt, net als in figuur 1, ingangskoppelelement 3 met uitgangskoppelelement 7. Voor het signaal op de uitgangen 24 en 25 van 15 uitgangskoppelelement 6 betekent dat dat het is samengesteld met het afgesplitste en onvertraagde deel van het ingangssignaal Eh en het afgesplitste vertraagde deel van ingangssignaal Elz De uitgangssignalen Eo3 en Eo4 op uitgangen 26 en 27 van uitgangskoppelelement 7 zijn nu samengesteld uit het vertraagde en frequentie-onafhankelijk faseverschoven oorspronkelijke ingangssignaal ES1 aangeboden op 20 ingang 10 van ingangskoppelelement 2, en het oorspronkelijk onvertraagde ingangssignaal E,2 aangeboden op ingang 12 van ingangskoppelelement 3.

Afgezien van de uitvoeringsvormen getoond in de figuren 1, 2A en 2B kunnen door de vakman mogelijk nog andere configuraties worden bedacht waarin het principe van de uitvinding is toegepast. De getoonde uitvoeringsvormen 25 zijn niet beperkend voor de uitvinding bedoeld, maar zijn slechts opgenomen ter illustratie van het principe van de uitvinding. Ten aanzien van figuren 1, 2A en 2B dient verder te worden opgemerkt dat het interferometrische optische element is gebaseerd op het werkingsprincipe van interferometers van het Mach-Zehnder-type. Hoewel door het kruislings verbinden van de ingangskoppelelementen met de 30 uitgangskoppelelementen geen exacte Mach-Zehnder-interferometer worden verkregen, is het principe van de Mach-Zehnder-interferometer in het interferometrisch element overeenkomstig de uitvinding toch toegepast, doordat bij de uitgang telkens een vertraagd ingangssignaal wisselwerkt met een onvertraagd ingangssignaal voor het verkrijgen van interferentie. Met enig 26 voorstellingsvermogen zijn duidelijk twee interferometers van het Mach-Zehnder-type te onderscheiden, bestaande uit een eerste interferometer van het Mach-Zehnder-type gevormd door ingangskoppelelement 2 en uitgangskoppelelement 6 en daartussen gelegen overdrachtslijnen, en een tweede interferometer, van het 5 Mach-Zehnder-type gevormd door ingangskoppelelement 3 en uitgangskoppelelement 7 en de daartussen gelegen overdrachtslijnen. Doordat twee van de vier getoonde overdrachtslijnen een kruislingse verbinding verschaffen tussen ingangs-koppelelementen en uitgangskoppeleiementen van de verschillende hierboven gedefinieerde interferometers van het Mach-Zehnder-type, is een strikte 10 afbakening van de interferometers van het Mach-Zehnder-type niet meer te onderscheiden. Ingangssignalen van de ene interferometer worden gebruikt in de andere interferometer en vice versa. De term interferometer van het Mach-Zehnder-type wordt hier echter slechts gebezigd om het werkingsprincipe van de interferometer overeenkomstig de onderhavige uitvoeringsvorm te verduidelijken, en 15 om enige richting te geven aan de keuze van de te gebruiken componenten.

Het interferometrische element overeenkomstig de uitvinding kan bij uitstek gebruikt worden voor het verschaffen van een N-trap interferometrisch boomelement, voor het creëren van een veelheid orthogonale signaalparen aan de uitgang van het N-trapsboomelement. Een interferometrisch twee-traps 20 boomelement is getoond ter illustratie in figuur 3. Dit tweetraps boomelement 40 bestaat uit een drietal interferometrische elementen 41,42 en 43 overeenkomstig de uitvinding. Afgezien van de gebruikte frequentie-onafhankelijke faseverdraaiingen φ11, φ21, φ22, φ23, φ24 en de gebruikte weglengteverschillen AL1 en AL2, zijn de gebruikte interferometrische elementen 41, 42 en 43 identiek, en zijn slechts de 25 componenten van interferometrisch element 41 in figuur 3 met verwijzingscijfers weergegeven.

Interferometrisch element 41 bestaat uit ingangskoppelelement 46 en ingangskoppelelement 47, die met overdrachtslijnen 50, 51, 52 en 53 zijn verbonden met uitgangskoppelelement 48 en 49. Twee van de overdrachtslijnen, in 30 het bijzonder overdrachtslijn 50 en overdrachtslijn 53, zijn voorzien van een frequentie-onafhankelijke fasedraaiing respectievelijk 56 en 57. De vertraagde overdrachtslijnen 50 en 51 hebben een optisch weglengteverschil van AL1 ten opzichte van de onvertraagde overdrachtslijnen 52 en 53. De werking van het interferometrische element 41 in figuur 3 is gelijk aan dat van interferometrisch 27 element 1 in figuur 1, afgezien van de (optionele) frequentieonafhankelijke fasedraaiing φ12 in element 57. In de overdrachtsmatrix Hx van vergelijking 7 komt deze additionele fasedraaiing φ12 terug in het element in de vierde kolom en de vierde rij van matrix Hx, waarin nu een term E012komt te staan. Voor een beschrijving 5 van de werking van interferometrisch element wordt verwezen naar de beschrijving van figuur 1. Interferometrische elementen 42 en 43 hebben een soortgelijke werking, waarbij wordt opgemerkt dat de optische weglengteverschillen van de vertraagde armen in interferometrische elementen 42 en 43 een andere waarde heeft: ΔΙ_2, en dat bovendien de frequentie-onafhankelijke fasedraaiingen verschaft 10 door elementen 75, 76, 84 en 85 van interferometrische elementen 42 en 43 kunnen afwijken van de frequentie-onafhankelijke fasedraaiingen in elementen 56 en 57. De uitgangen 63 en 64 van interferometrisch element 41 zijn verbonden met de ingangen van interferometrisch element 42, terwijl de uitgangen 65 en 66 van interferometrisch element 41 zijn verbonden met de ingangen van interferometrisch 15 element 43. Zoals hierboven besproken is het optische signaal op uitgang 63 spectraal complementair aan het optisch signaal op uitgang 64, zodat twee ten opzichte van elkaar spectraal complementaire ingangssignalen worden verschaft aan interferometrisch element 42.

Ditzelfde geldt voor de optische signalen op uitgangen 65 en 66 van 20 interferometrisch element 41 die worden aangeboden aan interferometrisch element 43. Interferometrisch element 41 heeft een viertal ingangen 59, 60, 61 en 62 waarvan er twee zijn aangesloten op voorkoppelelement 70. Voorkoppelelement 70 is een koppelelement van het 2 x 2-type, omvattende twee ingangen 71 en 72 en twee uitgangen (geen verwijzingscijfers). Slechts ingang 71 van voorkoppelelement 25 70 is hier werkzaam verbonden voor het verschaffen van een enkele ingang aan het tweetraps boomelement 40 van figuur 3. In voorkoppelelement 70 wordt het ingangssignaal En gesplitst, zodanig dat op ingangen 60 en 62 van interferometrisch element 41 het oorspronkelijke optische signaal Ef1 en het spectraal complementaire signaal daarvan aanwezig zijn.

30 Aan de uitgangen 78, 79, 80, 81, 87, 88, 89 en 90 van het interferometrisch tweetraps boomelement 40 in figuur 3 worden nu vier paar orthogonale signaalparen verschaft, waarmee de binaire signalen van een viertal gebruikers direct kunnen worden gecodeerd. Van elk signaalpaar zal één van de uitgangssignalen worden gebruikt voor het coderen van een binaire 0, en het andere 28 uitgangssignaal voor het coderen van een binaire 1.

Figuur 4 toont een interferometrisch drietraps boomelement overeenkomstig de onderhavige uitvinding. Figuur 4 is slechts toegevoegd teneinde het principe van het gebruik van eindtrappen aan de binaire boomstructuur te 5 verduidelijken. Het drietraps interferometrisch boomelement bestaat uit een veelheid interferometrische elementen 91, 92, 93, 94, 95, 96 en 97 overeenkomstig de onderhavige uitvinding, in het bijzonder zijn elementen 91 - 97 soortgelijk aan interferometrisch element 1 uit figuur 1 en interferometrische elementen 41, 42 en 43 uit figuur 3. Voor de werking van deze interferometrische elementen wordt 10 verwezen naar de figuurbeschrijvingen van de hierboven genoemde figuren; de specifieke componenten van de interferometrische elementen 91 - 97 zijn niet afzonderlijk van verwijzingscijfers voorzien.

In figuur 4 is te zien dat de uitgangssignalen van interferometrisch element 91 als ingangssignalen dienen van interferometrische elementen 92 en 93, 15 op gelijke wijze als dat het geval is in het tweetraps boomelement 40 getoond in figuur 43. Op soortgelijke wijze zijn de uitgangssignalen van interferometrische elementen 92 en 93 respectievelijk gebruikt als ingangssignalen voor de interferometrische elementen 94, 95, 96 en 97. Hierdoor ontstaan aan de signaaluitgangen van interferometrische elementen 94, 95, 96 en 97 in totaal acht 20 paar uitgangssignalen. Uit onderzoek is echter gebleken dat voor ketens van interferometers van het Mach-Zehnder-type welke langer zijn dan twee, het voor het verkrijgen van het gewenste aantal orthogonale eindsignaalparen noodzakelijk kan zijn om een of meer eindtrapelementen aan de keten toe te voegen. Voor cascadeketens van het Mach-Zehnder-type is dit aangetoond in “Optical Local Area 25 Networks New Solutions for Fiber-to-the-desk-applications”, I. Radovanovic, 2003, verslag van doctoraal studie aan de Technische Universiteit Twente.

Door het hieruit geleerde toe te passen op het N-trapsboomelement overeenkomstig de onderhavige uitvinding, blijkt dat voor een drietraps boomelement zoals is getoond in figuur 4, het nodig is om aan iedere uitgang één 30 eindtrap te koppelen, voor het verkrijgen van de gewenste mate van orthogonaliteit van de verschillende signaalparen. Een dergelijke eindtrap kan bestaan uit een interferometer van het Mach-Zehnder-type, bijvoorbeeld een cascadebouwelement zoals element 135 in de cascadeketen overeenkomstig de stand van de techniek getoond in figuur 5. Dergelijke cascade-elementen zijn met de uitgangen van het 29 drietraps boomelement in figuur 4 gekoppeld, en zijn schematisch weergegeven als elementen 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104 en 105 in figuur 4. De cascade-elementen 98-105 zijn identiek in werking, maar verschaffen desgewenst verschillende frequentie-afhankelijke en/of frequentie-onafhankelijke fasedraaiingen 5 aan het uitgangssignaal. In de figuur 4 getoonde uitvoeringsvorm verschaffen alle cascade-eiementen 98 - 105 in de vertraagde armen zoals vertraagde arm 115 in cascade-element 98 een optische weglengteverschil van AL4. Voorts wordt op de vertraagde arm een additionele frequentie-onafhankelijke fasedraaiing 114 verschaft aan het optische signaal. In het uitgangskoppelelement zoals 10 uitgangskoppelelement 117 van cascade-element 98 worden de beide signalen weer samengevoegd, voor het verschaffen van eindsignaalpaar 120. Op gelijke wijze verschaffen cascade-eiementen 99-105 respectievelijk de eindsignaalparen 121, 122, 123, 124, 125, 126 en 127. Alle eindsignaalparen 120-127 in de uitvoeringsvorm getoond in figuur 4 zijn ten opzichte van elkaar orthogonaal.

15 Ten aanzien van het bovenstaande wordt opgemerkt dat, wanneer op soortgelijke wijze een viertraps boomelement wordt gebouwd interferometrische elementen overeenkomstig de uitvinding, voor het verkrijgen van 24=16 orthogonale eindsignaalparen het nodig is om aan iedere uitgang twee additionele cascade-eiementen in serie te plaatsen. In het bijzonder geldt dat voor het verkrijgen van 2N 20 orthogonale signaalparen van een N-traps boomelement, er N - 2 in serie geschakelde cascade-eiementen overeenkomstig cascade-element 98 in figuur 4 nodig zijn.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, echter de vakman zal begrijpen dat het hierboven beschreven 25 uitvindingsprincipe op voor de hand liggende wijze enigszins gewijzigd kan worden toegepast. De beschermingsomvang voor de uitvinding wordt slechts beperkt door de navolgende conclusies.

30 1031833

Claims

1. Interferometrisch element omvattende een eerste interferometer van het Mach-Zehnder-type en een tweede interferometer van het Mach-Zehnder-type, 5 de eerste interferometer omvattende een eerste ingangskoppelelement en een eerste uitgangskoppelelement, en de tweede interferometer omvattende een tweede ingangskoppelelement en een tweede uitgangskoppelelement, waarbij de ingangskoppelementen met behulp van overdrachtslijnen optisch zijn verbonden met de uitgangskoppelementen, 10 waarbij voor elk van de uitgangskoppelelementen ten minste één vertraagde overdrachtslijn van de daarmee verbonden overdrachtslijnen is ingericht voor het verschaffen van een frequentieafhankelijke fasedraaiing die afwijkt van de frequentieafhankelijke fasedraaiing van de of elke overige met dat uitgangskoppelelement verbonden onvertraagde overdrachtslijn, 15 waarbij ten minste één van de overdrachtslijnen in het interferometrische element is ingericht voor het verschaffen van een additionele frequentie-onafhankelijke fasedraaiing, en waarbij de eerste en tweede interferometer zodanig kruislings optisch met elkaar zijn gekoppeld dat ten minste één overdrachtslijn van het eerste 20 ingangskoppelelement is verbonden met het tweede uitgangskoppelement, en dat ten minste één overdrachtslijn van het tweede ingangskoppelelement is verbonden r met het eerste uitgangskoppelement.

2. Interferometrisch element overeenkomstig conclusie 1, waarin de frequentie-onafhankelijke fasedraaiing wordt verschaft met behulp van een 25 faseverschuivingselement.

3. Interferometrisch element overeenkomstig conclusie 2, waarin het faseverschuivingselement schakelbaar is voor het in- en uitschakelen van de frequentie-onafhankelijke fasedraaiing.

4. Interferometrisch element volgens één der conclusies 2 of 3, waarin 30 het faseverschuivingselement is opgenomen in ten minste één van de vertraagde overdrachtslijnen.

5. Interferometrisch element overeenkomstig één der voorgaande conclusies, waarin de optische weglengte van de ten minste ene vertraagde overdrachtslijnen groter is dan de optische weglengte van de of elke onvertraagde 1031833 overdrachtslijnen.

6. Interferometrisch element overeenkomstig conclusie 5, waarin de lengte van de ten minste ene vertraagde overdrachtslijn groter is dan de lengte van de of elke onvertraagde overdrachtslijn.

7. Interferometrisch element overeenkomstig conclusie 5 of 6, waarin de ten minste ene vertraagde overdrachtslijn is verbonden met een brekingselement waarvan de brekingsindex groter is dan de brekingsindex van de overdrachtslijn.

8. Interferometrisch element volgens één der conclusies 5-7, waarin de overdrachtslijnen ten minste twee onvertraagde overdrachtslijnen en ten minste twee 10 vertraagde overdrachtslijnen omvatten.

9. Interferometrisch element overeenkomstig één der voorgaande conclusies, waarin elk van de uitgangskoppelementen twee ingangen omvat, en waarbij elk van de ingangskoppelelementen twee uitgangen omvat, en waarbij het interferometrische element vier overdrachtslijnen omvat die zodanig zijn verbonden 15 met de ingangskoppelelementen en de uitgangskoppelelementen dat elke uitgang van de ingangskoppelementen is verbonden met één ingang van de uitgangskoppelelementen, en dat elke ingang van de uitgangskoppelementen is verbonden met één uitgang van de ingangskoppelelementen.

10. Interferometrisch element volgens één der voorgaande conclusies, 20 omvattende ten minste vier signaalingangen, waarvan ten minste twee signaalingangen zijn verbonden met het eerste ingangskoppelelement, en waarvan ten minste twee verdere signaalingangen zijn verbonden met het tweede ingangskoppelelement.

11. Interferometrisch element volgens conclusie 10, waarin één van de 25 signaalingangen van zowel het eerste als tweede ingangskoppelelement in gebruik actief werkzaam is voor het ontvangen van optische signalen.

12. Interferometrisch element volgens één der voorgaande conclusies, omvattende ten minste vier signaaluitgangen, waarvan ten minste twee signaaluitgangen zijn verbonden met het eerste uitgangskoppelelement, en waarvan 30 ten minste twee verdere signaaluitgangen zijn verbonden met het tweede uitgangskoppelelement.

13. Interferometrisch element volgens één der conclusies 1-8, omvattende M interferometers van het Mach-Zehnder-type, waarbij M een positief getal is dat groter is dan 1, waarbij elk van de M interferometers één ingangskoppelement en één uitgangskoppelelement omvat, zodanig dat het interferometrische element in totaal M ingangskoppelementen en M uitgangskoppelelementen omvat, en waarbij het interferometrische element tenminste M2 overdrachtslijnen omvat die zodanig zijn verbonden met de M 5 ingangskoppelelementen en de M uitgangskoppelelementen dat elk ingangskoppelelement is verbonden met elk van de M uitgangskoppelelementen middels één van de M2 overdrachtslijnen.

14. Interferometrisch element overeenkomstig conclusie 13, waarin elk van de uitgangskoppelementen M ingangen omvat, en waarbij elk van de 10 ingangskoppelelementen M uitgangen omvat, en waarbij de overdrachtslijnen zodanig zijn verbonden dat elke uitgang van de M ingangskoppelementen is verbonden met één enkele ingang van de M uitgangskoppelelementen, en dat elke ingang van de M uitgangskoppelementen is verbonden met één enkele uitgang van de M ingangskoppelelementen.

15. Interferometrisch element volgens één der conclusies 13 of 14, omvattende ten minste M2 signaalingangen, waarbij elk van de M ingangskoppelelementen ten minste M van de M2 signaalingangen verschaft.

16. Interferometrisch element volgens één der conclusies 13-15, omvattende ten minste M2 signaaluitgangen, waarbij elk van de M 20 uitgangskoppelelementen ten minste M van de M2 signaaluitgangen verschaft.

17. Interferometrisch N-traps boomelement omvattende N interferometrische trappen, waarin N een positief geheel getal is, en waarin elk van de interferometrische trappen ten minste één interferometrisch element omvat, waarbij de N interferometrische trappen zodanig met elkaar zijn verbonden dat de 25 signaaluitgangen van het ten minste ene interferometrische element in de ide trap optisch zijn verbonden met de signaalingangen van het ten minste ene interferometrische element in de (i+1)ste trap, waarbij i een geheel getal is en 1^i^(N-1), en waarin voor 2^(Ν-1) het ten minste ene interferometrische element in de jde trap een interferometrisch element overeenkomstig conclusie 16, voorzover 30 afhankelijk van conclusie 15, is.

18. Interferometrisch N-traps boomelement volgens conclusie 17, verder omvattende een optisch voorkoppelelement omvattende ten minste M koppeluitgangen, waarbij eik van de M koppeiuitgangen is verbonden met één enkele signaalingang van de M ingangskoppelelementen van het ten minste ene interferometrische element in de eerste trap, zodanig dat één van de M signaalingangen van ieder ingangskoppelelement van het ten minste ene interferometrische element in de eerste trap is verbonden met één van de M koppeluitgangen.

19. Interferometrisch N-traps boomelement volgens conclusie 17 of 18, waarbij voor 1<sk<N de kde interferometrische trap van de N trappen M(k'1) interferometrische elementen omvat, zodanig dat het interferometrische N-traps boomelement een totaal van T interferometrische elementen omvat, waarbij:

20. Interferometrisch N-traps boomelement volgens conclusie 19, waarbij voor ieder interferometrisch element in de lde trap de M signaaluitgangen van elk uitgangskoppelelement optisch zijn verbonden met M signaalingangen van één van de interferometrische elementen in de (l+1)ste trap, zodanig dat één enkele signaalingang van elk van de ingangskoppelelementen in de (l+1)ste trap optisch is 15 verbonden met één enkele signaaluitgang in de lde trap, waarbij 1<;I<;(N-1).

21. Interferometrisch N-trap boomelement volgens één der conclusies 17-20, waarin de signaallijnen van elke uitgangskoppeleenheid in de Nde trap zijn verbonden met tenminste één eind-interferometer van het Mach-Zehnder type, omvattende ten minste M optische eindoverdrachtslijnen en een eindkoppelelement, 20 waarbij elke eindoverdrachtslijn een frequentie-afhankelijke fasedraaiing verschaft, en waarbij ten minste één van de eindoverdrachtslijnen is ingericht voor het verschaffen van een additionele frequentie-onafhankelijke fasedraaiing, voor het verschaffen van MN +1 orthogonale optische signalen.

22. Werkwijze voor het bewerken van een eerste optisch ingangssignaal 25 en een tweede optisch ingangssignaal voor het verschaffen van een veelheid orthogonale eindsignalen, omvattende de stappen van: het splitsen van het eerste optische ingangssignaal voor het verschaffen van een eerste tussensignaal, en een tweede tussensignaal dat in fase is verschoven ten opzichte van het eerste tussensignaal, 30 het splitsen van het tweede optische ingangssignaal voor het verschaffen van een derde tussensignaal, en een vierde tussensignaal dat in fase is verschoven ten opzichte van het derde tussensignaal, het zodanig frequentie-afhankelijk in fase draaien van de tussensignalen dat de frequentie-afhankelijke fase draaiing van ten minste twee van de vier tussensignalen afwijkt van de frequentie-afhankelijke fase draaiing van de overige twee van de vier tussensignalen, voor het verschaffen van twee vertraagde tussensignalen en twee onvertraagde tussensignalen, 5 het additioneel frequentie-onafhankelijk in fase draaien van ten minste één van de tussensignalen, en het zodanig twee aan twee met elkaar koppelen van de vertraagde en onvertraagde tussensignalen dat elk van de vertraagde tussensignalen wordt gekoppeld met één van de onvertraagde tussensignalen voor 10 het verschaffen van een veelheid uitgangssignalen, waarbij telkens ten minste één van de te koppelen tussensignalen is gekozen uit het eerste of tweede tussensignaal, en het andere daarmee te koppelen tussensignaal is gekozen uit het derde of vierde tussensignaal.

23. Werkwijze volgens conclusie 22, waarin de stappen een deelproces 15 vormen, en waarbij het deelproces N maal iteratief wordt toegepast waarbij Nz1, zodanig dat voor 1<te(N-1) een eerste en een tweede uitgangssignaal van de veelheid uitgangssignalen in het ide deelproces worden toegepast als eerste en tweede optische ingangssignaal in het (i+1)s,e deelproces.

24. Werkwijze volgens conclusie 23, waarin de veelheid 20 uitgangssignalen in het laatste deelproces van de N deelprocessen worden gebruikt als orthogonale eindsignalen.

25. Werkwijze volgens één der conclusies 23 of 24, waarin de deelprocessen en de stappen in de deelprocessen in omgekeerde volgorde worden doorlopen voor het integreren van een veelheid optische beginsignalen in één of 25 meer geïntegreerde optische signalen. 1031833